DE19925478C1

DE19925478C1 - Fräswerkzeug zur spanenden Bearbeitung von Holz, Holzwerkstoff, Kunststoff o. dgl.

Info

Publication number: DE19925478C1
Application number: DE19925478A
Authority: DE
Inventors: Roland Fischer; Michael Oertel; Klaus Rehm
Original assignee: Technische Universitaet Dresden
Current assignee: Technische Universitaet Dresden
Priority date: 1999-06-03
Filing date: 1999-06-03
Publication date: 2000-11-02
Anticipated expiration: 2019-06-04

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fräswerkzeug zur spanenden Bearbeitung von Holz, Kunststoff oder dgl., mit wenigstens zwei am Umfang versetzt angeordneten Schneiden (1), mit einer direkt vor der Schneide (1) angebrachten Spanaufnahmeöffnung (2), welche mit einem Werkzeughohlraum (3) im Inneren des Werkzeugs verbunden ist, der einerseits eine axiale Auswurföffnung (5) zur Spanabfuhr aufweist. Das Fräswerkzeug ist dadurch gekennzeichnet, daß im Werkzeughohlraum (9) ein gestellfester, der Werkzeug-Innenform angepaßter dünnwandiger, zylindrischer bis konischer Einbau (1) vorgesehen ist, dessen Außendurchmesser geringfügig kleiner ist, als der Durchmesser des Werkzeughohlraums (9), wobei im Wirkstellenbereich der Einbau (1) wenigstens ein Spanfenster (2) aufweist, das so bemessen ist, daß ein ungehinderter Zutritt der Späne in den verbleibenden Werkzeughohlraum (9) erfolgen kann. DOLLAR A Mit der Erfindung lassen sich die Späne effektiv, energiearm und mit technisch geringem Aufwand von der Wirkstelle durch das Werkzeug hindurch abführen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fräswerkzeug zur spanenden Bearbeitung von Holz, Holzwerkstoff, Kunststoff o. dgl., mit wenigstens zwei am Umfang versetzt angeordneten Schneiden, mit einem direkt vor der Schneide angebrachten Spalt zur Spanaufnahme, welcher mit einem Werkzeughohlraum im Inneren des Werkzeuges verbunden ist, der seinerseits axiale Öffnungen zur Spanabfuhr aufweist.

Ein solches Fräswerkzeug ist aus der DE 195 09 933 C1 bekannt. Zusätzlich ist ein gegenüber dem Spalt voreilendes Druckelement vorgesehen, das die Außenumfangsfläche der Werkzeugwelle überragt und selbst federnd ausgebildet und/oder federnd gelagert ist. Durch den schmalen Spanraum in Verbindung mit dem Druckelement soll die Vorspaltung bei der Holzbearbeitung minimiert werden.

Darüber hinaus wird vorgeschlagen, die Spanabfuhr durch einen Luftstrom, der in Längsrichtung durch die Werkzeugwelle geführt wird, zu unterstützen. Dieser Luftstrom soll durch Blasen mittels Druckluft, durch Saugen mittels einer Unterdruck-Absauganlage oder Kombination beider Mittel unterstützt werden. Es wird auch bereits eine konische Form des Werkzeughohlraumes empfohlen. Das überstehende Andruckelement verursacht beim Aufschlagen auf das Werkstück eine Erhöhung des Lärmpegels. In dem schmalen Spalt/Spanraum können die Späne schnell verstopfen. Die zentrifugale Luftbewegung im Werkzeug ("Kreiselpumpenströmung") verhindert, daß alle Späne von der Bearbeitung in den Werkzeughohlraum gelangen. Die im Werkzeughohlraum befindlichen Späne werden durch diese Strömung an die Innenwand des Werkzeuges gedrückt, wo diese infolge der Zentrifugalkraft festgehalten werden und sich ansammeln. Ein Luftstrom, welcher in Längsrichtung durch die Werkzeugwelle geführt wird, kann die Späne dann kaum noch aus dem Werkzeughohlraum fördern.

Aus der DE 31 20 343 A1 ist eine Kreissägenvorrichung bekannt, bei der im Inneren des Sägeblattes zum Umfang des Sägeblattes hin offene, annähernd radial zum mittleren Bereich hin verlaufende Absaugkanäle vorgesehen sind, die in einem an einem Gestell vorgesehenen Sammelraum münden, der mit einer Absaugeinrichtung in Verbindung steht.

Aus der EP 0 367 255 A2 ist eine Holzzerspanungsmaschine zur Herstellung von Flachspänen, mit einem liegend angeordneten, angetriebenen Schneidrotor mit Spanmessern bekannt, bei der zur angenähert axialen Austragung der Späne in den Zerspanungsinnenraum ein stationäres Leitblech ragt, das schaufelförmig gekrümmt ist, im unteren Bereich des Rotors liegt und sich angenähert über die volle radiale Höhe des Zerspanungsinnenraumes erstreckt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, für ein Fräswerkzeug welches aus einem rotierenden hohlen Werkzeuggrundkörper mit Spanaufnahmeöffnungen und nacheilenden Schneiden besteht, eine Einrichtung zum Abführen der Späne anzugeben, die mit energetisch wie technisch geringem Aufwand arbeitet, wobei eine Beeinträchtigung der erzeugten Werkstückoberfläche verhindert sowie der Schneidenverschleiß gesenkt werden soll.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe in Verbindung mit den im Oberbegriff des Anspruch 1 genannten Merkmalen dadurch gelöst, daß im Werkzeughohlraum ein gestellfester, der Werkzeug- Innenform angepaßter dünnwandiger, zylindrischer bis konischer Einbau vorgesehen ist, dessen Außendurchmesser geringfügig kleiner ist, als der Durchmesser des Werkzeughohlraums, wobei im Wirkstellenbereich der Einbau wenigstens ein Spanfenster aufweist, das so bemessen ist, daß ein ungehinderter Zutritt der Späne in den verbleibenden Werkzeughohlraum erfolgen kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den zugehörigen Unteransprüchen.

Das Fräswerkzeug besteht aus einem rotierenden dünnwandigen Werkzeuggrundkörper, mit wenigstens zwei am Umfang versetzt angeordneten Schneiden und vor den Schneiden liegenden Spanaufnahmeöffnungen. Die Spannung erfolgt durch geometrisch bestimmte gerade bzw. profilierte Schneiden. Die Späne werden beim Abtrennen aus dem Werkstück durch die Schneide beschleunigt und bewegen sich durch die Spanaufnahmeöffnung in Richtung Werkzeughohlraum. Bei einem rotierenden Werkzeugkörper strömt Luft entgegen der Spanbewegung aus dem Spalt (ähnlich dem Prinzip der Radialkreiselpumpe) und hindert so vor allem die großen Massivholzspäne an der Weiterbewegung. Die Fliehkraft drückt diese nach außen bzw. gegen die Innenwand des Werkzeuges.

Durch den feststehenden zylindrischen bis konischen Einbau mit einem Spanfenster wird das Mitreißen der im Werkzeughohlraum befindlichen Luftmasse verhindert, so daß diese nicht mehr in Folge der Zentrifugalkraft aus den Spanaufnahmeöffnungen austritt und dabei die Späne auf ihrer Bewegung in das Werkzeug behindert oder gar herausdrückt.

Die Späne fliegen so ungebremst durch das Spanfenster und treffen vorteilhaft auf ein schrägstehendes Leitelement, das diese axial aus dem Werkzeug führt.

Die Späne können über mehrere Möglichkeiten aus dem Werkzeug gelangen. Zum einen durch einen Spalt zwischen Werkzeug und Motorplatte. Der zylindrische bis konische Einbau steht hierbei auf Füßen oder er hat eine Auslaßöffnung in Flugrichtung der Späne im unteren Bereich des Einbaus. Zum anderen kann das Werkzeug auf der dem Motor abgewandten Seite hin offen gestaltet sein. Der Einbau muß hier durch Streben am Motor oder Rahmen gestellfest befestigt werden.

Eine axial wirkende Absaugung kann am Werkzeug, direkt an der Auswurföffnung des Rohres unterstützend angebracht werden. Von Vorteil ist, das diese Absaugung mit geringer Leistung betrieben werden kann, welche gerade ausreicht um die Holzspäne vom Werkzeug zum Spänebunker zu transportieren.

Die über den Werkzeuggrundkörper herausstehenden Schneiden wirken zudem wie Schaufelräder und schieben Luft in das Werkzeug.

Um ein Aufweiten der geschlitzten Grundkörper bei höheren Drehzahlen zu verhindern, können Spannringe an der offenen Werkzeugseite angebracht werden.

Die Erfindung wird in der Zeichnung anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben.

Hierbei zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der Variante mit dem Spanauswurf zwischen Werkzeug und Motorplatte mit Schnitt des Werkzeuggrundkörpers

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der Variante mit dem Spanauswurf zu der, dem Motor abgewandten, offenen Seite des Werkzeuges mit Schnitt des Werkzeuggrundkörpers

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Fräser nach Fig. 2

In der Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung der Variante mit dem Spanauswurf zwischen Werkzeug und Motorplatte mit Schnitt des Werkzeuggrundkörpers 5 dargestellt. Das Fräswerkzeug nach Fig. 1 schiebt die mit der Schneide 3 abgetrennten Späne durch eine vor der Schneide 3 liegenden Spanaufnahmeöffnung 7 und das im Wirkstellenbereich (bezogen auf die Spanflugbahn 13) dahinter liegende Spanfenster 2 des feststehenden zylindrischen bis konischen Einbaus 1 in den Werkzeughohlraum 9. Bei der in Fig. 1 vorliegenden Werkzeugform ist der Einbau 1 zylindrisch bzw. rohrförmig ausgeführt, um eine gute Anpassung an die Werkzeug-Innenform und einen möglichst großen verbleibenden Werkzeughohlraum 9 zu erhalten. Die Späne werden auf ein Leitelement 4 an der Innenwand des rohrförmigen Einbaus 1 geschleudert, das die Späne annähernd axial aus dem Werkzeughohlraum 9, durch den Spalt zwischen dem rohrförmigen Einbau 1 und der Motorplatte 12, gebildet durch das Aufsetzen des rohrförmigen Einbaus 1 auf mehrere Füße 11, und durch den Spalt zwischen Werkzeuggrundkörper 5/Spannring 6 und Motorplatte 12 zur Spanaustrittsöffnung 8 führt.

Fig. 2 zeigt perspektivisch das Fräswerkzeug mit der vom Motor abgewandten Seite liegenden Auswurföffnung 8, welche sich oberhalb des Werkzeuggrundkörpers 5 und des Spannrings 6 befindet. An dieser kann direkt ein Absaugschlauch zum Wegführen der Späne angeschlossen werden. Der rohrförmige Einbau 1 ist über einen Hebelmechanismus 15 oder Füße 11 (hier nicht dargestellt) gestellfest anzubringen.

In Fig. 3 wird der Querschnitt durch den Fräser nach Fig. 2 dargestellt. Das Spanfenster 2 ist so ausgerichtet, daß es den Wirkstellenbereich überdeckt. Bei großen Änderungen der Schneideneingriffstiefe wird eine Nachstellung der Position des Spanfensters 2 notwendig. Die Positionierung des Spanfensters 2 zum Wirkstellenbereich erfolgt über einen Hebelmechanismus 15, der mit einem verstellbaren Anschlag/Tisch 14 verbunden ist.

Die Kante des Spanfensters 2, die in Flugrichtung der Späne liegt, ist angeschrägt, um die Spanbewegung so wenig als möglich zu behindern.

Bezugszeichenliste

1

Einbau

2

Spanfenster

3

Schneide

4

Leitelement

5

Werkzeuggrundkörper

6

Spannring

7

Spanaufnahmeöffnung

8

Auswurföffnung

9

Werkzeughohlraum

10

Abdeckring

11

Fuß

12

Motorplatte

13

Spanflugbahn

14

verstellbarer Anschlag/Tisch

15

Hebelmechanismus

Claims

1. Fräswerkzeug zur spanenden Bearbeitung von Holz, Holzwerkstoff, Kunststoff oder dgl., mit wenigstens zwei am Umfang versetzt angeordneten Schneiden (3), mit einer direkt vor der Schneide (3) angebrachten Spanaufnahmeöffnung (7), welche mit einem Werkzeughohlraum (9) im Inneren des Werkzeuges verbunden ist, der seinerseits eine axiale Auswurföffnung (8) zur Spanabfuhr aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß im Werkzeughohlraum (9) ein gestellfester, der Werkzeug-Innenform angepaßter dünnwandiger, zylindrischer bis konischer Einbau (1) vorgesehen ist, dessen Außendurchmesser geringfügig kleiner ist, als der Durchmesser des Werkzeughohlraums (9), wobei im Wirkstellenbereich der Einbau (1) wenigstens ein Spanfenster (2) aufweist, das so bemessen ist, daß ein ungehinderter Zutritt der Späne in den verbleibenden Werkzeughohlraum (9) erfolgen kann.

2. Fräswerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Innenwand des Einbaus (1) mindestens ein vom Spanfenster (2) zur Auswurföffnung (8) hin verlaufendes Leitelement (4) zum Umlenken der Späne vorgesehen ist, wobei das Leitelement (4) in Flugrichtung über der seitlichen Kante des Spanfensters (2) beginnt und über die gesamte Breite des Einbaus (1) schräg zur Auswurföffnung (8) hin geneigt ist.

3. Fräswerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Spanfenster (2) auf den Wirkstellenbereich einstellbar ist.

4. Fräswerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionierung des Spanfensters (2) entweder manuell über Langlöcher bzw. Lochraster an der Befestigung des Einbaus (1) oder mechanisch über einen mit einem verstellbaren Anschlag/Tisch (14) verbundenen Hebelmechanismus (15) auf den Wirkstellenbereich erfolgt.

5. Fräswerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in Flugrichtung der Späne liegende Kante des Spanfensters (2) angeschrägt ist.